8拉深模具设计ivk

227第8章 拉伸模具设计8 拉拉深模具具设计本章内容容：各种拉拉深模具具结构与与工作原原理，单单动压力力机拉深深模、双动压压力机拉拉深模；首次拉拉深模、以后各各次拉深深用拉深深模(后后次拉深深模)；单工序序拉深模模、落料料拉深模模、落料料拉深冲冲孔模、落落料正反反拉深冲冲孔翻边模模等。本章难点点：单动压压力机拉拉深复合合模的工工作原理理、结构构。8.1 单动动压力机机首次拉拉深模单动压力力机首次次拉深模模所用的的毛坯一一般为平平面形状状，模具具结构相相对简单单。根据据拉深工工作情况况的不同同，可以以分为几几种不同同的类型型。8.1.1无压压边圈的的拉深模模适用于底底部平整整、拉深深变形程程度不大大、相对对厚度(t/D)较大大和拉深深高度较较小的零零件。图8.11 无无压边圈圈有顶出出装置的的拉深模模图8.22 无无压边圈圈落件拉拉深模8.1.2 带带压边圈圈的拉深深模图8.33 带带固定压压边圈的的拉深模模图8.44 有有弹性压压边装置置的正装装式拉深深模图8.55 有有弹性压压边装置置的倒装装式拉深深模图8.66 凸凸缘件拉拉深模(定距垫垫块)图8.77 凸凸缘件拉拉深模(打料块块定距)8.2 单动动压力机机后次拉拉深模由于首次次拉深的的拉深系系数有限限，许多多零件经经首次拉拉深后，其其尺寸和和高度不不能达到到要求，还还需要经经第二次次、第三三次甚至至更多次次拉深，这这里统称称为后次次拉深。后后次拉深深模的定定位方式式、压边边方式、拉拉深方法法以及所所用毛坯坯与首次次拉深模模有所不不同。图8.88 无无压边圈圈的后次次拉深模模图8.99 无无压边圈圈的反向向后次拉拉深模图8.110 有压边边圈的反反向后次次拉深模模图8.111 双动正正反向拉拉深原理理图8.112 有压边边圈的后后次拉深深模8.3 单动动压力机机落料拉拉深模拉深工序序可以与与一种或或多种其其他冲压压工序(如落料料、冲孔孔、成形形、翻边边、切边边等)复复合，构构成拉深深复合模模。在单单动压力力机的一一个工作作行程内内，落料料拉深模模可完成成落料、拉拉深两道道(甚至至更多道道)工序序，工作作效率高高，但结结构较复复杂，设设计时要要特别注注意模具具中所复复合的各各冲压工工序的工工作次序序。8.3.1凸缘缘制件的的落料拉拉深模图8.113 带凸缘缘制件落落料拉深深复合模模8.3.2球形形制件落落料拉深深模图8.114 球形制制件落料料拉深复复合模8.3.3矩形形制件落落料拉深深模图8.115 油箱落落料拉深深复合模模图8.116 矩形制制件落料料拉深复复合模8.3.4 落落料拉深深压形模模图8.117 落料拉拉深压形形复合模模8.3.5落料料拉深冲冲孔模图8.118 落料拉拉深冲孔孔复合模模图8.119 拉深切切边冲孔孔复合模模8.4 单动动压力机机落料、正正反拉深深、冲孔孔和翻边边复合模模图8.220 落料、正正反拉深深、冲孔孔翻边复复合模8.5 双动动压力机机拉深模模图8.221 双动压压力机大大型零件件拉深模模(凸模模导向)图8.222 双动压压力机大大型零件件拉深模模(压边边圈导向向)8.6 拉深模模设计实实例如图8.23所所示零件件，材料料为088钢，厚厚度，大大批量生生产。试试确定拉拉深工艺艺，设计计拉深模模。8.6.1 零零件的工工艺性分分析该零件为为带凸缘缘筒形件件，要求求内形尺尺寸，料料厚，没没有厚度度不变的的要求；零件的的形状简简单、对对称，底底部圆角角半径t，凸缘缘处的圆圆角半径径，满足足拉深工工艺对形形状和圆圆角半径径的要求求；尺寸寸为ITT12级级，其余余尺寸为为未注公公差，满满足拉深深工艺对对精度等等级的要要求；零零件所用用材088钢的拉拉深性能能较好，易易于拉深深成形。综上所述述，该零零件的拉拉深工艺艺性较好好，可用用拉深工工序加工工。图8.223 带凸缘缘筒形件件8.6.2工艺艺方案确确定为了确定定零件的的成形工工艺方案案，先应应计算拉拉深次数数及有关关工序尺尺寸。板板料厚度度t=1mmm，按中中线尺寸寸计算。1. 计计算坯料料直径根据零件件尺寸查查表7-5得切切边余量量，故实实际凸缘缘直径。由由表7-6查得得带凸缘缘圆筒件件的坯料料直径计计算公式式为确定各参参数为，代入入上式得得：。式中：332000mm22为筒形形部位的的表面积积，28895 mm22为凸缘缘部位的的表面积积。2. 判判断可否否一次拉拉深成形形根据，查表7-14可可知，说说明该零零件不能能一次拉拉深成形形，需要要多次拉拉深。3. 确确定首次次拉深工工序件尺尺寸初定，查查表7-8得，取取，则：取为了使以以后各次次拉深时时凸缘不不再变形形，取首首次拉入入凹模的的材料面面积比最最后一次次拉入凹凹模的材材料面积积(即筒筒形部位位的表面面积)增增加5%，故坯坯料直径径修正为为可得首次次拉深高高度为：验算所取取是否合合理：根根据，查表77-12可可知。因因为，因因此所取取是合理理的。4. 计计算以后后各次拉拉深的工工序件尺尺寸查表7-8，得得到，则：因为，故故共需四四次拉深深。调整以后后各次拉拉深系数数，取， (必必须保证证)。所所以以后后各次拉拉深工序序件的直直径为以后各次次拉深工工序件的的圆角半半径取：，设第二次次拉深时时多拉入入3%的的材料(其余22%的材材料返回回到凸缘缘上)，第第三次拉拉深时多多拉入11.5%的材料料(其余余1.55%的材材料返回回到凸缘缘上)，则则第二次次和第三三次拉深深的假想想坯料直直径分别别为以后各次次拉深工工序件的的高度为为最后一次次拉深后后达到零零件的高高度，上上一道工工序多拉拉入的11.5%的材料料全部返返回到凸凸缘，拉拉深工序序至此结结束。将上述中中线尺寸寸计算的的工序件件尺寸换换算成与与零件图图相同的的标注形形式后，所所得各工工序件的的尺寸如如图8.24所所示。图8.224 各各次拉深深工序尺尺寸5. 工工艺方案案根据上述述计算结结果，本本零件需需要落料料(制成成的坯料料)、四四次拉深深和切边(达达到零件件要求的的凸缘直直径)共共六道冲冲压工序序。考虑虑该零件件的首次次拉深高高度较小小，且坯坯料直径径(mmm)与首首次拉深深后的筒筒体直径径(mmm)的差差值较大大，为了了提高生生产效率率，可将将坯料的的落料与与首次拉拉深复合合。因此此，该零零件的冲冲压工艺艺方案为为落料与与首次拉拉深复合合第二二拉深第三次次拉深第四次次拉深切边。以下仅以以落料与与首次拉拉深复合合为例介介绍拉深深模设计计过程。8.6.3落料料与首次次拉深复复合工序序力的计计算1. 落落料力取08钢钢的强度度极限为为，因此此：落料力。板厚，可可以采用用刚性卸卸料板卸卸料。2. 拉拉深力与与压料力力拉深力压料力3. 初初选压力力机标称称压力确定机械械式拉深深压力机机标称压压力时必必须注意意，当拉拉深工作作行程较较大，特特别是落落料拉深深复合时时，由于于滑块的的受力行行程大于于压力机机的标称称压力行行程(即即曲柄开开始受力力时的工工作转角角大于标标称压力力角)，必必须使落落料拉深深力曲线线位于压压力机滑滑块的许许用负荷荷曲线之之下(见见图8.25)，而不不能简单单地按压压力机标标称压力力大于拉拉深力(或拉深深力与压压料力之之和)的的原则去去确定规规格。图8.225 许许用负荷荷与实际际负荷实际生产产中可以以按下式式初步确确定拉深深工序所所需的压压力机标标称压力力：本例拉深深的高度度不大()，因因此有：由于此复复合模工工作时落落料工序序和拉深深工序是是先后进进行的，并并未产生生落料力力和拉深深力的叠叠加。按按落料力力初选的的压力机机标称压压力为综合以上上两方面面，初步步确定所所需压力力机的标标称压力力：。待确确定压力力机型号号后再校校核。8.6.4 模模具工作作部分尺尺寸的计计算落料凸模模、凹模模的刃口口尺寸计计算参见见冲裁模模设计计计算过程程。拉深凸模模、凹模模工作部部分尺寸寸计算如如下：1. 凸凸、凹模模间隙由(表77.9.2)查得凸凸、凹的的单边间间隙为，取取。2. 凸凸、凹模模圆角半半径由前述计计算，凸凸模圆角角半径，凹凹模圆角角半径。3. 凸凸、凹模模工作尺尺寸及公公差由于此次次拉深为为中间工工序，由由凸、凹凹模工作作尺寸及及公差计计算式，取取凸模制制造公差差，凹模模制造公公差，有有： 4. 凸凸模通气气孔根据凸模模直径大大小，取取通气孔孔直径为为。8.6.5 模模具的总总体设计计图8.226 落料首首次拉深深复合模模8.6.6压力力机选择择根据标称称压力，滑块块行程，及模模具闭合合高度1185mmm，确定选选择型号号为JCC2335型型开式双双柱可倾倾压力机机。校核过程程如下：确定所所选型号号压力机机的滑块块许用负负荷图，根根据工艺艺安排、设设备参数数和模具具结构确确定模具具工作过过程中对对应的落落料拉深深力曲线线，若落落料拉深深力曲线线处于许许用负荷荷曲线之之下，则则所选设设备符合合工作要要求；若若落料拉拉深力曲曲线超出出许可范范围(见见图8.25)，则需需选择标标称压力力更大型型号的压压力机，继继续以上上校核过过程。本例中，落落料拉深深力曲线线处于JJC23335压压力机滑滑块许用用负荷曲曲线以下下，符合合设备安安全工作作要求。8.6.7模具具零件设设计根据模具具总装图图结构、拉拉深工序序要求及及前述模模具工作作部分的的计算，设设计出模模具各零零件。习 题1. 什什么是拉拉深模？拉深模模有哪几几种类型型？2. 拉拉深模的的工作过过程及工工作原理理是什么么？3. 无无凸缘拉拉深制件件和有凸凸缘拉深深制件在在拉深中中有何不不同之处处？ 4. 比比较和说说明旋转转体直壁壁零件和和半球形形制品零零件拉深深模结构构特征。 5. 首首次拉深深模和后后次拉深深模各有有什么特特点？为为什么单单动压力力机上使使用的后后次拉深深模常常常采用倒倒装结构构形式？6. 反反拉深有有什么特特点？什什么情况况下可采采用？7. 什什么情况况下弹性性压边装装置中要要设置限限位柱？8. 落落料拉深深复合模模为何要要设计成成先落料料后拉深深？9. 双双动拉深深模的结结构特点点是什么么？10. 图8.27所所示圆筒筒形拉深深件，材材料为110钢，大大批量生生产。试试完成以以下工作作：(1) 分析零零件的工工艺性。(2) 计算零零件坯料料尺寸、拉拉深次数数及各次次拉深工工序件尺尺寸。(3) 计算各各次拉深深时的拉拉深力和和压料力力。(4) 绘制各各次拉深深的模具具结构草草图。(5) 确定最最后一次次拉深的的凸、凹凹模工作作部分尺尺寸，绘绘制凸、凹凹模零件件图。图8.227 圆筒形形拉深件件 图图8.228 宽凸缘缘拉深件件11. 图8.28所所示宽凸凸缘拉深深件，材材料为008钢，大大批量生生产。试试完成以以下内容容：(1) 计算零零件坯料料尺寸、拉拉深次数数及各次次拉深工工序件尺尺寸。(2) 绘制首首次拉深深和最后后一次拉拉深的模模具结构构草图。227